Эволюция и происхождение болезней
Эволюция и происхождение заболеваний
Внимательное исследование тела человека внушает благовейный
трепет, — в равноправной мере с сомнением. Глаза, к примеру, длинно
водились объектом восхищения, с аккуратной живой тканью роговицы,
изгибающейся по хорошему радиусу, с радужкой,
настраивающейся на яркость и хрусталиком, настраивающемся на
расстояние. Восхищение таковым совершенством скоро уступает
участок испугу.
Эволюция и происхождение хворей
Внимательное исследование тела человека внушает благовейный
трепет, — в равноправной мере с сомнением. Глаза, к примеру, длинно
имелись объектом восхищения, с девственной живой тканью роговицы,
изгибающейся по хорошему радиусу, с радужкой,
настраивающейся на яркость и хрусталиком, настраивающемся на
расстояние. Восхищение эким совершенством скоро уступает
участок испугу. Вопреки всякой необходимости, кровеносные
сосуды и нервишки проходят по внутренней поверхности сетчатки
так, что творят «слепое» пятнышко в точке их выхода.
Тело это клубок этаких возмутительных противоречий. Цепочки ДНК
обращают развитие 10 триллионов клеток, собирающих
взрослый организм, но далее приводят к его постепенному износу
и, в окончательном счете, погибели. Наша иммунная порядок может
идентифицировать миллионы чужеродных субстанций, жаждая почти все
бактерии могут уничтожить нас.
В реальности же, экая непоследовательность завоевывает
смысл лишь иногда мы исследуем эту уязвимость спустя призму
эволюции. Эволюционная биология, само собой разумеется, прибывает фундаментом
цельной биологии, а биология — фундаментом медицины. Как ни
дивно, эволюционную биологию лишь не так давно начали
разглядывать как базисную мед науку.
Исследование мед заморочек в эволюционном контексте водилось
названо «дарвиновской медициной». Большая часть мед
исследований ориентировано на исследование хвори отдельных жителей нашей планеты и
поиск пригодной терапии. Эти усилия обыкновенно ориентированы на
конкретное исследование анатомии и физиологии тела в его
истинном облике. Против, дарвиновская медицина спрашивает,
зачем тело устроено так, что мы уязвимы для рака,
атеросклероза, депрессии, астмы и т. д., предлагая эким
образом наиболее пространный контекст для проведения исследований.
Эволюционные изъясненья недочетов нашего тела можнож
поделить едва на немного категорий. Во основных, некие
причины дискомфорта, экие как боль, жар, кашель, рвота,
тревога, — не хвори, а защитные механизмы. Во вторых,
конфликты с иными механизмами, либо крокодилами, к примеру, — факты
жизни. В третьих, некие происшествия, к примеру изобилие
жиров в рационе, проявились совершенно не так давно, и природный
отбор еще практически не обладал с ним процесс. В четвертых, тело может
оказаться жертвой компромисса меж «пользой» некоторого
характеристики и его «ценою»; классический пример — ген
серповидной анемии, тот или иной также охраняет от малярии.
Защитные механизмы.
Вероятно, более разумеется нужный защитный механизм —
кашель; люди, тот или другой не могут очищать беглые от инородных
веществ, могут умереть от пневмании. Способность
испытывать боль также полезна. Живут редкие люди, тот или другой
ощущают боль, даже не испытывают дискомфорта от долгого
нахождения в один-одинехонек положении. Их неизменная неподвижность
вызывает отек тканей с следующим распадом.
Рис. Небольшой аппендикс
Эти люди обыкновенно погибают в детстве от зараз и повреждений
тканей. Кашель либо боль обыкновенно считают хворью либо травмой,
но по сути они быстрее не вопрос, а число ее вывода.
Не так явна защитная роль завышенной температуры, тошноты,
рвоты, диареи, волнения, вялости, чихания и воспаления. Даже
некие физиологи не знают о полезность высочайшей температуры.
За счет элементарного ускорения метаболизма, жар увеличивает
температуру в «термостате» тела, что содействует разрушению
патогенных организмов. Занятие представила, что даже холоднокровные ящерицы при
инфекциях стараются избирать наиболее теплые участка, где
температура их тела на немного градусов выше нормального.
Тошнота у беременных длинно квиталась побочным эффектом
беременности. Все-таки проявления тошноты совпадает с стремительным
ростом и дифференциацией тканей плода, иногда тот более
уязвим для токсинов. И беременные дамы при всем этом
ограничивают потребление потенциально небезопасной, но смачной
еды. Для доказательства того, что тошнота у беременных
охраняет плод от токсинов самостоятельный исследователь Margie
Profet изучила статистику по беременностям. Оказалось, что
у дам, тот или иной не тошнит во пора беременности, плотнее посещают
выкидыши. (Ее теория также прорицает больший процент
нездоровых малышей у дам, беременность тот или иной не сопровождалось
тошнотой.)
Второе состояние, тревога, разумеется, показалось как охрана в
небезопасных ситуациях, как стимул к бегству. В 1992 грам в
исследованиях Lee A. Dugatkin имелись оценены достоинства ужаса
у рыбок гуппи. Он классифицировал их как «боязливых», «средних» и
«неустрашимых», в зависимости от их реакции на пребыванье
большеротого окуня (smallmouth bass). «Трусливые» скрывались,
«средние» уплывали подальше, «отважные» оставались на участке,
осматривая окуня. Далее любая из групп гуппи имелись оставлены
в аквариуме наедине с окунем. Спустя 60 часов уцелело 40
процентов «робких», 15 процентов «средних». Вся группа
неустрашимых лишилась жизни, способствую распространению не собственных
генов, а генов окуня.
Отбор по генам, связанным с беспокойным поведением подразумевает,
что некие люди испытывают чересчур беспокойны, и это
вправду так. Также должно предполагать наличие жителей нашей планеты с
заниженным ватерпасом тревожности. Тяжело пустить количественную
оценку сходственных синдромов, потому что немногие люди станут
обращаться к психиатру с невыраженными опасениями. Но ежели
поискать, люди с патологическим неименьем волнения могут иметься
отысканы в травматологических отделениях, тюрьмах и в шеренгах
безработных.
Полезность этаких средних и противных состояний, как диарея,
жар, и тревога не явна. Оттого часто люди наносят
вред собственному здоровью, блокирую, обыкновенно лекарствами, сделанные
природным отбором защитные механизмы. Herbert L. DuPont из и Richard B. Hornick из изучили диарею,
вызванную заразой Shigella и узнали, что люди,
встречающие лекарства против диареи, недомогали подольше и с крупным
процентом осложнений, чем нездоровые, встречающие лишь плацебо.
В приятелем образце, приведенном Eugene D. Weinberg из
, пробы скорректировать недочет железа в
организме привели к повышению ватерпаса инфекционных
болезней, неподражаемо амебиозом, в неких долях Африки.
Жаждая для большинства здоровых жителей нашей планеты железо прибывает
нужным компонентом рациона, оно может навредить
инфицированным людям с недостающим кормленьем. В организме
этих жителей нашей планеты недостаточно белка для связывания железа, тот или иной в
беглом облике применяется инфекционными агентами.
Как отрицание против полезности защитных устройств можнож
выдвинуть тот факт, что почти все плотно испытывают состояния
тревожности, боли, жара, диареи, тошноты без всякой видимой
предпосылки. Изъяснение просит анализа регуляции защитных ответов
в определениях теории обнаружения сигнала. Циркулирующий в природе
токсин может попасть в желудок. Организм может отторгнуть его
за счет рвоты, но оплатив некую стоимость. Стоимость фальшивой
волнения, — рвоты, иногда по сути токсина в организме нет,
лишь немного калорий. Но наказанием за единичный вариант
несрабатывания охраны при интоксикации быть может погибель.
Эким образом, естественный отбор организует защитные
механизмы, должно стратегии, тот или другой мы нарекаем «принцип
сенсора дыма». Противопожарная сигнализация, тот или другой
гарантированно подымет дремлющее семейство в случае пожара,
непременно будет подымать фальшивую тревогу, всякий разов, иногда
на плите подгорает тост. Бессчетные «ошибочные срабатывания»
в теле человека достаточно досадны и в большинстве случаев
в их нет необходимости. Но едва до того времени пока не запылает
истинный «пожар».
Эволюция вирулентности.
Население земли выигрывало огромные битвы в войне против
патогенных организмов с внедрением лекарств и вакцин.
Наши победы глядели конечными и в 1969 грам. южноамериканских
хирург William H. Stewart произнес: «Настало время закрыть книжку
инфекционных болезней». Но недруг, а также множество природного
отбора, оказались недооцененными. Грустная действительность состоит
в том, что патогенные организмы могут приспособиться к хоть какому
опять изобретенному реагенту.
Устойчивость к лекарствам — классическая демонстрация
естественного отбора. Бактерии, тот или иной посчастливилось
владеть геном, тот или иной дозволяет им процветать в пребыванье
антибиотика, плодятся стремительнее вторых, и подходящий
ген прытко распространяется. Как представил нобелевский лауреат
Joshua Lederberg из
, эти гены могут даже «перепрыгивать» в остальные
внешности микробов, распространяясь на ломтях инфекционных ДНК.
На данный момент некие штаммы туберкулеза в Нью-Йорке устойчивы ко
цельным внешностям лекарств, у нездоровых с этакими штаммами шансов
выжить не главным образом, чем у нездоровых туберкулезом в прошедшем веке.
Почти все люди, включая почти всех физиологов и ученых, до этого времени
придерживаются обветшавшей теории, сообразно тот или другой патогенные
организмы останавливаются наименее небезопасными затем долгого
«сожительства» с организмом «обладателем». На главный взор, это
обладает смысл. Патогенный организм тот или иной прытко убивает свойского
«владельца», может не разыскать для себя новейшего, оттого природный
отбор обязан благодетельствовать наименьшей вирулентности.
К примеру, сифилис, иногда он лишь возник в Европе, был
высоко вирулентен, но прошло немного веков, и это
болезнь стало протекать в среднем в наиболее мягенькой форме.
Для «агентов болезни», тот или другой распространяются впрямую
от жителя нашей планеты к человеку, преимущественна густая
вирулентность, потому что она дозволяет «владельцу» оставаться
функциональным и распространять болезнь. Но некие хвори,
как малярия, распространяются спустя промежуточное звено, —
комаров, при этом распространяются спустя жителей нашей планеты с пониженной
активностью даже превосходнее. В данном варианте высочайшая вирулентность
доставляет селективное превосходство.
В случае с холерой публичное водоснабжение играет роль
москитов. Иногда вода для пития и купания загрязняется
нечистотами нездоровых жителей нашей планеты, отбор содействует повышению
вирулентности, потому что из-за диареи патогенный организм
интенсивно распространяется , не глядя на то, что организм
«владелец» прытко помирает. Но водилось подтверждено, при улучшении
санитарных соглашений природный отбор играет против
классической Vibrio cholerae bacteria в полезность иного
биотипа. В данной для нас ситуации мертвый «владелец» — тупик для развития
патогена. Но наименее нездоровой и наиболее мобильный «владелец»,
способный заражать вторых в движении наиболее длительного
периода, прибывает действенным средством передвижения для
организма с наименьшей вирулентностью.
Новое свита, новейшие опасности.
Сходственные рассуждения обязаны иметься главны для выработки корпоративного
подхода к сохранности. Эволюционная теория прорицает, что
стерилизованные шприцы и пропаганда безопасного секса не
лишь выручат бессчетных жителей нашей планеты от СПИДА. Ежели поведение
жителей нашей планеты замедлит распространение СПИДа, штаммы вируса, тот или другой
не уничтожат свойского владельца, располагают превосходство перед наиболее
вирулентными разновидностями, тот или другой погибают сообща с
«обладателем».
Конфликты с иными организмами не ограничиваются патогенами.
Часто представители собственного рода приходят наиболее
небезопасными для жителей нашей планеты, чем хищники и ядовитые змеи. Мы атакуем
приятель на товарища не для того, чтоб утолить голод, а что бы
заработать полового напарника, местность и остальные ресурсы.
Даже глубоко собственные людские дела располагают мед
подоплеку. Репродуктивные интересы мамы и малыша, к примеру,
сначала совпадают, но скоро расползаются. Как увидел Robert L.
Trivers в классической занятию 1974 грам., иногда ребенку
осуществляется пару лет, генетический энтузиазм мамы — наново
забеременеть, тогда как ребенку «выгодно», чтоб мама
беспокоилась лишь о нем. Даже иногда ребенок еще находится в
утробе мамы, он соперничает с ней за жизненные ресурсы. С
точки зрения выгоды мамы, лучший вес плода немного
младше, чем подходящий интересам малыша и его отца. Это
несогласие, судя по занятию David Haig из
, приводит к конфликтам условно кровяного
давления и ватерпаса сахара в крови меж мамой и плодом, что
плотно приводит к диабету и завышенному давлению у беременных.
Новое свита.
Статистика идущих в ногу со временем больниц доставляет нам печальные свидетельства
того, что большая часть хворей население земли навлекло на себя
само. Сердечные приступы, к примеру, происходят от
атеросклероза, — задачи появившейся в начале этого века,
тот или другой практически не встречалась посреди охотников и собирателей.
Рецепт обслуживания сердечных приступов ведом: ограничение
жирной еды, изобилие овощей, и физическая перегрузка каждый на днях.
Но создание гамбургеров процветает, диетическая пища
мучается на полках магазинов, а спортивные тренажеры
употребляются плотнее в качестве драгоценных вешалок. Третья часть
американцев весят главным образом нормы, и этот процент вырастает.
Каждый из нас знаем, что для нас полезно. Зачем же большая часть
продолжает мастерить нездоровый выбор?
Наши вывода условно диеты и физических упражнений
принимаются в соглашениях, совсем хороших от тех, в тот или иной
были наши прородители. В африканской саванне, откуда вышло
современное население земли, соль, жир и сахар имелись редкими и
дорогими. Люди, располагающие потенциал употреблять самое большее жира и
сахара, обладали превосходство и в природном отборе. Они плотнее
выживали в голодное пора, чем их худые собратья. И мы, их
последователи, дышим в для себя тенденции употреблять продукты,
тот или другой в наше пора никак не назовешь редкими. Эти жажды,
усиленные рекламой соперничающих пищевых компаний, бегло
обездвиживают наш интеллект и волю.
Люди располагают свободный доступ к разным наркотикам, неподражаемо к
алкоголю и табаку, тот или другой несут ответственность за великое число
хворей и ранних смертей. И жаждая люди постоянно
употребляли психоактивные вещества, вопрос приобрела пространное
распространение лишь в новейших соглашениях: доступность
концентрированных наркотиков и новейшие, открытые методы их
употребления (в частности — инъекции). Большая часть этих
веществ, включая никотин, кокаин и опиум, возникли в процессе
природного отбора посреди растений для охраны растений от
насекомых. Потому что люди делят совместное эволюционное наследие
с насекомыми, почти все из этих субстанций также влияют на нашу
сердитую налаженность.
Эта перспектива подразумевает, что не только лишь плохие люди
и нездоровые сообщества подвержены угрозы наркотиков; любой из
нас уязвим, потому что наркотики и наша биохимия располагают длинную
историю взаимодействия.
Условно недавнее, стремительное распространение рака
молочной железы, возможно, прибывает результатом изменившихся
соглашений среды. Boyd Eaton и его коллеги из извещают, что частота болезни раком
молочной железы в «несовременных» сообществах еще младше,
чем в США. Они выдвинули догадку, критическим фактором
прибывает просвет периода меж главной менструацией и главной
беременностью, что соединено с совместным числом менструальных циклов
в процесс жизни.
В сообществах охотников и собирателей, 1-ая менструация
приключалась в возрасте около 15 лет либо позднее, спустя немного
лет подобала беременность с несколькими годами ухода за
ребенком, далее скоро новенькая беременность. Менструации, и
связанный с ими высочайший степень негативно влияющих на
клеточки груди гормонов, имелись вероятны лишь в процесс периода
меж окончанием вскармливания малыша и новейшей беременностью.
В идущих в ногу со временем же сообществах основные месячные проходят у девченок
в 12-13 лет, — возможно из-за высочайшего содержания жиров в
еде, что дозволяет даже чрезвычайно юной даме выносить малыша;
а 1-ая беременность приключается спустя 10-ки лет после чего
либо никогда. Дама в сообществе охотников и собирателей располагала
в процесс жизни 150 менструальных циклов, тогда как у
современной дамы это число — четыресто и наиболее. Из этого не
должно, что 1-ая беременность соответственна проходить до 20 лет,
но возможно, некая притворяющаяся беременность, гормональная
терапия может понизить риск рака молочной железы. Опыты по
проверке данной для нас идеи проводятся в
.
Компромиссы и принуждения.
Компромиссы присущи каждый адаптации. Если б кости рук имелись в
трижды ниже, они бы никогда не ломались, но люди
перевоплотился бы в неловких созданий, постоянно занятых поиском
источников кальция.
Экие компромиссы живут на генетическом ватерпасе. Ежели
мутация доставляет репродуктивное превосходство в корпоративном, ее частота в
популяции будет устремляться к росту, даже ежели она приводит к
хворям. Люди с 2-мя копиями гена серповидных клеток (sickle
cell gene), к примеру, испытывают ужасные боли и погибают в
юности. Люди с 2-мя копиями «обычного» гена с большей
вероятностью умрут от малярии. Но люди, располагающие и тот, и
иной ген, защищены от обеих хворей. В площадях с высочайшим
ватерпасом малярии экие люди более жизнеспособны. Что
прибывает здоровой аллелью в этаких соглашениях? Вопросец не обладает
ответа. Не есть 1-го обычного людского генома,
— грызть лишь гены.
Почти все остальные вызывающие хвори гены также могут оказаться
полезными, по последней мере, в неких соглашениях. Потому что
цистовидный фиброз (cystic fibrosis) прибывает предпосылкой погибели
1-го из 2-ух с половиной тыщ кавказцев, можнож
представить, что ответственный за эту хворь ген обязан быть
удален из генофонда. Но он продолжает жить. Недавние
исследования Gerald B. Pier из пустили этому изъяснение, — единичная копия
гена цистовидного фиброза убавляет возможность захворать
брюшным тифом — хворью с 15 процентной смертностью.
Старение — очередной из образцов генетических компромиссов. В
1957 грам. один-одинешенек из создателей истинней статьи (Williams)
представил, что гены, вызывающие старение и погибель тем не
выбраковываются отбором, потому что они вызывают остальные эффекты,
приносящие достоинства в юности, иногда множество отбора посильнее.
К примеру, гипотетический ген, правящий метаболизмом
кальция, эким образом, что кости стремительнее восстанавливаются
при переломах, но тот или иной также вызывает постепенное отложение
кальция на стенах артерий. Воздействие этаких генов с
множественными эффектами наблюдалось на образце фруктовых мух
и мучных жуков, но для жителей нашей планеты пока не найдено определенных
образцов. Остальным образцом может служить подагра, возникающая,
иногда мощный антиоксидант, мочевая кислота, образует
кристаллы, оседающие в суставах. Антиоксиданты, как знаменито,
замедляют старение, и степень мочевой кислоты у многообразных
внешностей приматов обнаруживает корреляцию с их средней
длительностью жизни. Возможно, высочайший степень мочевой
кислоты выгоден большинству жителей нашей планеты, потому что замедлят старение,
тогда как меньшинство рассчитывается за это подагрой.
Живут и остальные причины, содействующие активизированному
старению. К примеру, мощный иммунитет охраняет нас от
зараз, но при всем этом прибывает предпосылкой практически не приметного
повреждения тканей. Также вероятно, что большая часть генов,
вызывающих старение самостоятельно от возраста не приносят никаких
превосходств, — они не усугубляют репродуктивную функцию
так, чтоб природный отбор выбраковал их.
Потому что эволюция протекает лишь в направлении, определенном
вектором периода, всякие конфигурации в строении организма
опираются на теснее имеющиеся структуры. Как отмечено в начале
данной для нас статьи, глаз у позвоночных устроен не наихорошим образом. Но
глаз кальмара властен от этого недостатка, — в нем сосуды и
нервишки находятся сбоку от глазного яблока, проникая в него в
подходящем участке и препятствуя отслоению сетчатки. Человеку же с
очами нетрудно не подфартило; сотки миллионов лет тому назад, у
наших предков, оболочка клеток, тот или иной стал светочувствительным,
был размещен по другому, чем у предков кальмара. Это различие в
расположении клеток и определило два многообразных направления
эволюции, тот или другой, как знаменито, необратима.
Подобно можнож разъяснить, зачем азбучный акт глотания может
препровождать опасность для проживания. Наши дыхательные и
пищеварительные пути пересекаются поэтому, что у наших дальних
предков — двоякодышащих рыб, отверстие для вдыхания воздуха
размещалось по понятным причинам на кончике морды и водило в
некоторое место, делимое с пищеварительными способами.
Оттого нам приходится примиряться с вероятностью того, что еда
может закупорить наши беглые.
Путь природного отбора может привести даже к фатальному
тупику, как в случае с аппендиксом, сиим рудиментом, тот или иной
наши прородители употребляли в пищеварении. Потому что он теснее издавна
не исполняет данной для нас функции, и при всем этом может в случае инфекции
уничтожить свойского владельца, должно ждать, что природный отбор
удалит его. Действительность труднее. Аппендицит возникает, иногда
воспаление вызывает опухоль, тот или другой пережимает артерию,
дышащую кровь к аппендиксу. Кровоток охраняет от размножения
микробов, так что всякое убавление кровотока содействует
инфекции, тот или другой еще более наращивает опухоль. Иногда
кровоток целиком перекрывается, легкое размножение
микробов приводит к разрыву аппендикса. Узенький аппендикс в
индивидуальности готов стать жертвой такового сценария, так что
феноминальным образом природный отбор содействует
великому аппендиксу. Эким образом, эволюционный анализ
указывает, что некие «слабенькие участка» в организме могут
даже поддерживаться насильственно природного отбора.
Эволюция дарвиновской медицины.
Не глядя на массу парадигмы Дарвина, эволюционную биологию
лишь на данный момент начали признавать как науку, главную для
медицины. Большая часть хворей убавляют
жизнеспособность, так что может показаться, что природный
отбор может разъяснить лишь здоровье, но не хворь.
Дарвиновский подход обладает смысл лишь тогда, иногда объектами
исследований останавливаются те черты, тот или другой мастерят нас уязвимыми
для хвори. Предположение о том, что природный отбор
максимизирует здоровье, также ошибочно, — отбор максимизирует
репродуктивный фуррор генов, даже ежели этот фуррор связан с
ухудшением здоровья индивида — носителя генов.
Принятие дарвиновской медицины часто затруднялось
неверным ее осознанием. Эволюционный подход к
многофункциональному анализу плотно считали чем-то наподобие доверчивой
телеологии либо витализма. И само собой разумеется, где бы эволюция и
медицина не упоминались сообща, появлялся призрак евгеники.
Исследования уязвимости жителя нашей планеты перед заболеваниями, проведенные
с точки зрения дарвинизма, могут принести людям огромную
полезность, но это еще не следственно, что мы обязаны пробовать сделать лучше
свой био вид. Против, этот подход
предуведомляет, что видимые генетические недостатки могут обладать
еще не выявленное адаптивное значение, что не есть
1-го «обычного» генома, и что представление о
«нормальности» прибывает упрощенческим.
Эволюционный подход доставляет глубочайший анализ взаимоотношения меж хворью
и здоровьем, может интегрировать несопоставимые подходы в
медицине и предложить новейшие методы терапии. Его
многосторонность и множество обязаны привести к признанию
эволюционной биологии как базисной мед науки.
Posted in ЭкоМедицина by admin with comments disabled.